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Guide méthodologique pour l’assainissement des petites collectivités
Stéphane PETITGENET
Agence de l’Eau Rhin Meuse
L’assainissement des petites collectivités doit répondre à deux
principaux textes réglementaires :
La Directive Eaux Résiduaires Urbaines qui fixe une
obligation de traitement des eaux usées des collectivités
La Directive Cadre sur l’Eau qui fixe l’obligation d’atteinte du
bon état écologique et chimique des masses d’eau
Eléments de contexte
Arrêté du 22 juin 2007 (relatif à la collecte, au transport et au traitement des eaux usées des agglomérations d’assainissement […]
et aux dispositifs d’assainissement non collectif recevant une charge brute de pollution organique
supérieure à 1,2 kg de DBO5)
Art 14 : Performances de traitement et prescriptions
applicables aux stations d’épuration traitant une CBPO ≤ 120
kg/j de DBO5
« […] le traitement doit permettre de respecter les objectifs
de qualité applicables aux eaux réceptrices des rejets selon
les usages de celles-ci »
Eléments de contexte
Quels objectifs de qualité pour les eaux
superficielles ? Depuis l’adoption du nouveau SDAGE :
Un seul objectif : le bon état écologique et chimique des masses
d’eau fixé par la DCE
Biologie (IBGN, IBD, IP)
Paramètres physico-chimiques soutenant la biologie
Polluants spécifiques
Substances prioritaires (micropolluants)
Eléments de contexte
+ un principe de non dégradation (pas de changement de classe d’état)
Paramètres physico – chimiques du bon état
Paramètres Bon état
DBO 3 - 6 mg/L
COD 5 – 7 mg/L
NH4+ 0,1 - 0,5 mg/L
NO2- 0,03 – 0,3 mg/L
PO43- 0,1 – 0,5 mg/L
Pt 0,05 - 0,2 mg/L
Seuils de bon état
(Arrêté du 25/01/2010)
Paramètres complémentaires
Bon état
DCO 20 - 30 mg/L
NKJ 1 – 2 mg/L
Guide technique
IOTA/ICPE du 21/11/12
Ne plus faire référence à la grille de qualité de 1971 et aux classes 1A, 1B, 2 et 3
Eléments de contexte
Quels cours d’eau sont concernés? Les cours d’eau intégrés dans les « masses d’eau superficielles »
où trouver le référentiel masses d’eau ?
Lien direct:
http://georm.eau-rhin-
meuse.fr/georm/site/accueil-cartographie/
Accès par le SIERM :
http://rhin-meuse.eaufrance.fr/
Eléments de contexte
Nouveau portail cartographique GEORM
Cas des cours d’eau « non masses d’eau »
Pas d’objectif de bon état explicite mais un niveau de
qualité compatible avec le respect de l’objectif de bon
état de la masse d’eau aval
extrait guide technique du 21 nov 2012 « Exceptionnellement, dans le cas
de très petits cours d’eau ayant des enjeux faibles du point de vue
environnemental, c’est à la confluence du cours d’eau avec une masse d’eau
qu’il sera nécessaire a minima de respecter les valeurs seuils du bon état. »
Position AERM : Protéger ces milieux aquatiques mais être réaliste sur
leurs capacités de dilution souvent très faibles.
Le respect du bon état en tout point ne doit pas amener à sur-dimensionner
un système de traitement,
Il est important de prendre en compte la qualité physique de ces milieux.
Comment identifier ces milieux avec GEORM ?
Eléments de contexte
Méthodologie proposée
Deux arbres de décision
• Temps sec
• Temps de pluie
Méthodologie
Issu d’un travail collaboratif avec les DREAL, les
DDT Lorraine et Alsace, l’AERM et les CG
Arbre de décision temps de pluie :
Définir la sensibilité globale du milieu vis à vis du temps de
pluie pour un projet déterminé
Indiquer la nécessité d’activer des investigations
complémentaires en terme d’évaluation de l’impact des RUTP et
de dimensionnement hydraulique (études)
Arbre de décision temps sec :
Fixer un niveau de traitement approprié en fonction de la
sensibilité du milieu
Méthodologie
Arbre de décision temps sec :
Fixer un niveau de traitement approprié en fonction de la
sensibilité du milieu
• déterminée au regard :
- de l’état physico-chimique
de la masse d’eau réceptrice,
- de la pression locale de la
collectivité sur cette masse
d’eau (pour NH4)
Méthode temps sec
• déterminé par le Taux Global de
Dépollution = pollution éliminée /
pollution totale
• représente l’effort de réduction de la
pollution rejetée en temps sec nécessaire
au respect des objectifs environnementaux
(sans préjuger du type de système
d’assainissement )
• 3 niveaux de TGD : 50% 60% 75%
Zonage Zonage
Raccordement Raccordement
Collecte Collecte
Traitement Traitement
ANC ANC
Outil de calcul du TGD
Situation actuelle Situation actuelle
Outil de calcul du TGD
Situation actuelle Situation actuelle
Situation projetée Situation projetée
Outil de calcul du TGD
Situation actuelle Situation actuelle
Situation projetée Situation projetée
Synthèse Synthèse
Cas particuliers pour le calcul du TGD
Il est possible de le calculer pour deux communes
voisines si les rejets sont très proches
En cas d’un rejet STEP dans une autre masse d’eau, on
appliquera un rendement de 100% pour simuler le
déplacement du rejet
En cas de scénario intercommunal avec plusieurs
milieux récepteurs de caractéristiques différentes (états,
débits), le TGD ne peut plus être utilisé. Proposer un
calcul de flux à l’échelle du bassin versant (guide ORFSP
1997).
Méthode temps sec
Méthode temps sec
Méthode temps sec
• Protection de captage AEP
• Infiltration locale (karst)
• Usage particulier (baignade)
Méthode temps sec
Méthode temps sec
Méthode temps sec
Méthode temps sec
Méthode temps sec
Nouvel état disponible à l’échelle masse d’eau (données 2010-
2011 ou modélisation)
Accès rapide Fiche masse d’eau par GEORM
Tableau exhaustif des états des masses d’eau sur le SIERM
Accès aux données d’état des masses d’eau
Depuis l’état des lieux 2013 :
Nouvel état disponible à l’échelle masse d’eau (données 2010-
2011 ou modélisation)
Accès rapide Fiche masse d’eau par GEORM
Tableau exhaustif des états des masses d’eau sur le SIERM
La fiche masse d’eau du SIERM en cours de mise à jour !
Accès aux données d’état des masses d’eau
Depuis l’état des lieux 2013 :
Nouvel état disponible à l’échelle masse d’eau (données 2010-
2011 ou modélisation)
Accès rapide Fiche masse d’eau par GEORM
Tableau exhaustif des états des masses d’eau sur le SIERM
La fiche masse d’eau du SIERM en cours de mise à jour !
Accès aux données d’état des masses d’eau
Depuis l’état des lieux 2013 :
Nouvel état disponible à l’échelle masse d’eau (données 2010-
2011 ou modélisation)
Accès rapide Fiche masse d’eau par GEORM
Tableau exhaustif des états des masses d’eau sur le SIERM
La fiche masse d’eau du SIERM en cours de mise à jour !
Stations de surveillance état local pas toujours représentatif de la
masse d’eau
Données élémentaires sur le SIERM (année n-1)
Fiche de synthèse du SIERM (données actualisées mais grille de
qualité désuète en cours de mise à jour)
Accès aux données d’état des masses d’eau
Depuis l’état des lieux 2013 :
Nouvel état disponible à l’échelle masse d’eau (données 2010-
2011 ou modélisation)
Accès rapide Fiche masse d’eau par GEORM
Tableau exhaustif des états des masses d’eau sur le SIERM
La fiche masse d’eau du SIERM en cours de mise à jour !
Stations de surveillance état local pas toujours représentatif de la
masse d’eau
Données élémentaires sur le SIERM (année n-1)
Fiche de synthèse du SIERM (données actualisées mais grille de
qualité désuète en cours de mise à jour)
Accès aux données d’état des masses d’eau
Depuis l’état des lieux 2013 :
Nouvel état disponible à l’échelle masse d’eau (données 2010-
2011 ou modélisation)
Accès rapide Fiche masse d’eau par GEORM
Tableau exhaustif des états des masses d’eau sur le SIERM
La fiche masse d’eau du SIERM en cours de mise à jour !
Stations de surveillance état local pas toujours représentatif de la
masse d’eau
Données élémentaires sur le SIERM (année n-1)
Fiche de synthèse du SIERM (données actualisées mais grille de
qualité désuète en cours de mise à jour)
Accès aux données d’état des masses d’eau
Depuis l’état des lieux 2013 :
Méthode temps sec
Méthode temps sec
Le rapport Pe/Qe (population en
habitants / débit d’étiage de retour 5
ans) est fondé sur les rejets en azote
ammoniacal particulièrement toxique
pour la vie piscicole
Un rejet dont le rapport Pe/Qe < 5
assure le respect d’une concentration
dans le milieu de 0,5 mg NH4 / L
Méthode temps sec
Population Débit Pe/Qe TGD
Objectif
Flux brut
kg NH4/j
Flux net
kg NH4/j
[NH4+]
mg/l amont
= milieu de
classe bon
état
[NH4+]
mg/l
aval direct
[NH4+]
mg/l
après auto-
épuration *
400 100 4 50% 3,4 1,70 0,3 0,49 0,35
400 50 8 60% 3,4 1,36 0,3 0,61 0,42
400 10 40 75% 3,4 0,85 0,3 1,21 0,85
Justification des TGD objectifs en fonction du Pe/Qe
Méthode temps sec
Méthode temps sec
Méthode temps sec
Méthode temps sec
Méthode temps sec
A environ 1 à 2 km en aval du rejet (hors zone de
mélange)
Après une confluence s’il en existe une à proximité
Pas à plus de 5km car l’auto-épuration est déjà intégrée
dans les valeurs seuils des Pe/Qe
Photo d’illustration
Où calculer le Pe/Qe sur une masse d’eau?
Exemple de Vacqueville et Pexonne (BV de la Verdurette)
Plusieurs sources de données :
Catalogue AERM de débits d’étiages
Les cartes de rendement d’étiage par zone hydro
Les Stations hydrométriques (BD Hydro)
Débit linéarisé sur GEORM (Pegase)
Parfois des mesures locales
Quelles données pour les débits d’étiage ?
Exemple de Hellimer (BV de l’Albe)
Commune d’Hellimer : rejet dans la Zelle
Quelles données pour les débits d’étiage ?
Surface BV = 10 km²
Catalogue des débits d’étiage (Albe)
Rendement d’étiage de 0,69 l/s/km²
Commune d’Hellimer : rejet dans la Zelle
Quelles données pour les débits d’étiage ?
Surface BV = 10 km²
Catalogue des débits d’étiage (Buschbach)
Rendement moyen = 0,69 l/s/km²
Rendement tête de bassin = 0,34 l/s/km²
Rendement avant confluence = 1,15 l/s/km²
Commune d’Hellimer : rejet dans la Zelle
Quelles données pour les débits d’étiage ?
Surface BV = 10 km²
Carte des rendements par zone hydro (A912)
Rendement d’étiage de 0,5 à 1 l/s/km²
Commune d’Hellimer : rejet dans la Zelle
Quelles données pour les débits d’étiage ?
Surface BV = 10 km²
Données station hydrométrique
Rendement d’étiage de 0,6 – 0,92 l/s/km²
Rendement moyen de 0,76 l/s/km²
Commune d’Hellimer : rejet dans la Zelle
Quelles données pour les débits d’étiage ?
Surface BV = 10 km²
Données Pegase linéarisées sur GEORM
Plage de débit QMNA5 : 0 – 5 l/s
Commune d’Hellimer : rejet dans la Zelle
Quelles données pour les débits d’étiage ?
Source de données QMNA 5 Mini
Valeur médiane
QMNA5 Maxi
Catalogue débit d’étiages (Albe) 6,9
Catalogue débit d’étiages (Buschbach) 3,4 6,9 11,5
Carte rendement ZH 5 10
Station hydro (Albe) 6 7,6 9,2
Plage de débit GEORM 0 5
Les valeurs peuvent varier du simple au triple !
Proposer des plages de valeurs
Dans le cas d’Hellimer, pas d’incidence car Pe/Qe très élevé…
Méthode temps sec
Méthode temps sec
Dans le cas d’un rejet
indirect à la masse d’eau
susceptible d’impacter un
linéaire important de cours
d’eau (> 5 km)
Une centaine de cas dans
le bassin
Méthode temps sec
Déterminer les performances de l’ouvrage de traitement à l’aide de l’outil
« TGD et rendement NK »
Déterminer les performances de l’ouvrage de traitement à l’aide de l’outil
« TGD et rendement NK »
Méthode temps sec Quelles performances de traitement?
Outil d’aide à la décision
Mise en relation des taux globaux de dépollution, des rendements épuratoires
associés à des filières, de la répartition de la population en zone d’assainissement
collectif et du niveau d’équipement ANC
Méthode temps sec Quelles performances de traitement?
Outil d’aide à la décision
Mise en relation des taux globaux de dépollution, des rendements épuratoires
associés à des filières, de la répartition de la population en zone d’assainissement
collectif et du niveau d’équipement ANC
Performances en matières oxydables déduites de la filière proposée
Principe : si les performances en azote réduit sont élevées alors les performances en MOOX suivront…
Pas de performances demandées pour le phosphore et NGL (sauf cas particulier)
Méthode temps sec Quelles performances ?
Nature impact Sensibilité
milieu / Usages
Actions complémentaires
Mesure corrective
Mesure compensatoire
Autre
Rejet d’azote ammoniacal
Très faible potentiel de dilution
(Pe/Qe > 50)
Risque pour la vie piscicole
Opérations de renaturation de cours d’eau
si possible axées sur la limitation
de l’ensoleillement
et l’amélioration de l’oxygénation (reconstitution de la ripisylve, diversification
des écoulements)
Rejet de nutriments (Phospates et
Nitrates)
Faible potentiel de dilution
(10 < PE/QE < 50)
Réalisation de zones de dissipations végétalisées :
- fossé diversifié boisé,
- zones tampon (mares ou noues)
Si les mesures correctives ne sont pas envisageables
Opérations obligatoires de
renaturation classique de cours d’eau
(revégétalisation des berges, diversification
du lit, gestion des embâcles, gestion de la
végétation existante)
Très faible potentiel de dilution
(PE/QE > 50)
Réalisation de zones de dissipations végétalisées :
- fossé diversifié boisé, - zones tampon (mares ou noues)
Déphosphatation, dénitratation lorsque les condtions techniques le permettent (ex : filière d'épuration de type boues activées avec traitement physico chimique)
Si des mesures correctives sont envisageables
Opérations obligatoires de
renaturation classique de cours d’eau
Si les messures correctives ne sont pas envisageables
Opérations obligatoires de
renaturation poussée de cours d’eau ou
action ambitieuse sur le milieu naturel (ex :
restauration de zone humide, création de
méandres)
Méthode temps sec Mesures correctives et mesures
compensatoires
Prescrites pour les
milieux à faible
potentiel de dilution
(Pe/Qe > 10)
Temps de pluie
Méthodologie
Méthode temps de pluie
Principe identique au temps sec
Impact peu
perceptible
Impact probable
Nécessité d’évaluer
la qualité du milieu
Méthode temps de pluie
Basée sur le potentiel de dilution du milieu
1 rang 1 rang
1 rang 1 rang
1 rang 1 rang
2 rangs 2 rangs
1 rang 1 rang
2 rangs 2 rangs
1 rang 1 rang
2 rangs 2 rangs
Hors classe Hors classe
Hypothèses par défaut :
Coefficient de ruissellement de 25 %
couramment observé en milieu rural
Pluie de hauteur 5 mm et de durée 2 h
pluie de retour 15 j correspondant à un déclassement
potentiel d’environ 5 % de la période critique
Concentration moyenne des rejets à 150 mg DCO/l
Concentration milieu = seuil DCO (30 mg/l) x QMNA2/QMNA5
Méthode temps de pluie
Méthode temps de pluie
La situation rouge [DCO] > 80 mg/l doit alerter sur la forte
sensibilité du milieu en temps de pluie et demande un
approfondissement de la problématique :
Affiner les hypothèses par défaut (coef. de
ruissellement, concentration RUTP, concentration milieu
amont, plage de débits d’étiage)
Simuler le fonctionnement du réseau en temps de pluie
(temps de concentration)
Tester différentes conditions pluviométriques
Proposer des aménagements et simuler leur efficacité
Méthode temps de pluie
Remarques particulières :
Critiquer les résultats d’impact
Se poser la question de la pertinence d’un déclassement
théorique de 20 % de la période critique quand la station
de surveillance affiche un bon état en aval depuis 10 ans,
y compris pour la biologie…
Ne pas considérer qu’il n’y aucun problème temps de
pluie lorsque la concentration théorique DCO est de 79,9
mg/l, a minima proposer une plage de concentration
Impact prix de l’eau
Méthodologie
Réflexion menée pour définir la notion de coût excessif
Nécessité de détermination de critères économiques et
financiers permettant aux collectivités de rechercher le
meilleur compromis environnemental, technique et
économique
Impact prix de l’eau
Estimation de l’impact du projet sur le prix de l’eau
Appréciation du caractère excessif du coût
Prix de l’eau moyen :
du bassin Rhin-Meuse
du bassin élémentaire dans lequel se situe la commune
des communes de taille identique, équipées ou pas d’un système
de traitement
Poids de la facture d’eau dans le revenu fiscal des ménages :
du bassin Rhin-Meuse
du bassin élémentaire dans lequel se situe la commune
des communes de taille identique, équipées ou pas d’un système
de traitement
Impact prix de l’eau